直流無刷電機以沒有換相火花、體積小、重量輕、出力大;轉矩特性優異,中、低速轉矩性能好,啟動轉矩大,啟動電流小性能等優點,應用在汽車、工具、工業工控、自動化以及航空航天等範圍中,直流無刷電機的起動轉矩大,因此會帶來較大的起動沖擊電流,一般可以達到電機額定工作時的20-30倍。
起動電流沖擊會對電機产生瞬時熱沖擊,會導致逆變裝置中功率器件的損壞,也容易對傳動設備造成機械損傷。在小容量獨立電力系統中,起動電流過大引起的瞬時電流沖擊會導致母線電壓大幅下降,使得系統無法穩定工作。目前常用的抑製直流無刷電機起動電流沖擊的方式是通過相應的裝置或控製策略達成系統的軟起動。在中大功率的直流無刷電機控製系統中,軟起動技藝是必不可少的一部分。
直流無刷電機(以下簡稱電機)起動時若母線電壓直接加在三相功率橋上,電機的起動電流為I=U/R(U為母線電壓,R為電機繞組電阻加功率管導通電阻加采樣電阻加接觸電阻),由於電阻R的阻值很小,當母線電壓較高時則起動電流會非常大,會導致功率管過流損壞[1]。為防止起動過流,通常利用電容的充電特性達成電機的軟起動。
本文通過产品 Honlite BLDC60研究直流無刷電機起動過程中調製占空比、電機轉速3000~10000rpm和電機起動電流0.12之間的關系,提出了一種基於加速度增量的無數之流電機軟起動控製策略,僅使用電機轉子位置信息,計算出電機轉速即可達成軟起動控製,能夠不依靠電流傳感器,有效抑製起動電流沖擊。
軟起動可以有效地降低起動沖擊電流,能較好地適應風機、水泵、工業設備累負載起動工況,並且控製系統簡單可靠,造價低廉,有很強的市場價值。